Инфраструктура 12G-SDI – это просто!
Еще несколько лет назад смешно было предположить, что можно передать сигнал 12G-SDI по коаксиальному кабелю на расстояние больше двух метров до того, как он будет потерян без возможности восстановления. Установка стандартного разъема любого типа на такой кабель вызывала бы отражение и возвратные потери, которые еще больше ослабили бы сигнал.
Один из производителей заявляет, что с его кабелями 12G и разъемами вы с легкостью добьетесь передачи сигнала на 100 метров, так что каблирование посредством 12G-кабелей определенно возможно.
Теперь, когда производство в форматах UHD/4K – обычное явление, потребность передачи сигналов 12G-SDI возросла. Несжатый одноканальный цифровой видеосигнал в формате UHD (2160p/60) имеет скорость передачи 11,88 Гб/с. Добиться такой пропускной способности по коаксиальному кабелю было нелегко. Однако исследовательские лаборатории ведущих производителей отрасли работали над этой проблемой и, в конце концов, решили её. «Основная сложность заключается в достижении максимальной дистанции передачи для каждого кабеля, без уменьшения гибкости кабеля. Чем дальше расстояние передачи, тем больше должен быть внешний диаметр из-за используемых внутренних диэлектрических и изоляционных материалов», — отметил Бриттон Генсел (Britton Gensel), специалист по продажам компании Canare.
«Когда речь идет о 12G, дальность передачи является определяющим фактором. В зависимости от того, как далеко должен быть проложен кабель, требуется определить какой кабель использовать. Наша линейка кабелей 12G достаточно гибкая и разработана для инсталляций, но все равно нужно избегать сгибов для уменьшения потерь. Также имеет значение правильный подбор разъемов», — продолжает Генсел.
Влияние отражений на импеданс
«Основная проблема заключалась в отражениях, которые влияют на импеданс свыше 4,5 ГГц. Все наши кабели предыдущего поколения тестировались на частоте 4,5 ГГц для сигналов 1080p/50-60 Гц (3G – прим.). Были скачки импеданса между частотами 4,5 ГГц и 12 ГГц, которые влияли на уровни выходного сигнала, и было быстро установлено, что они были вызваны структурой оплетки. Инженерам Belden потребовалось больше шести месяцев для решения проблемы», — объясняет Стив Лампен, (Steve Lampen), консультант Belden.
Помимо технологической модернизации структуры кабеля, требовалось с нуля спроектировать разъемы для равномерной передачи сигнала на обоих концах кабеля. Такие производители, как Belden и Canare, поставляют разъемы и инструменты для установки специально под свои модели кабелей. Canare также поставляет разъемы для кабеля Belden 4794R 12G.
Стив Лампен советует перед покупкой разъемов запрашивать результаты независимого тестирования разъемов, особенно данные о возвратных потерях на частоте 12 ГГц.
Некоторые вещатели не теряли времени, когда речь шла о строительстве объектов, в которых прокладывались кабельные линии 12G. Джей Немет (Jay Nemeth), генеральный директор FlightLine Films, компании, предоставляющей услуги по удаленному производству в Лас-Вегасе, получил запрос от клиента из аэрокосмической отрасли с просьбой организовать веб-трансляции запусков ракет в формате 4K/60p. Для решения задачи была построена 16-метровая ПТС, полностью укомплектованная оборудованием стандарта 12G (видеомикшеры, рекордеры, мониторы, графические серверы, маршрутизаторы и др.). Джей Немет обнаружил, что инфраструктура 12G ничем не отличается от привычной – все устройства в тракте работают так же, как и всегда, и никаких дополнительных сложностей, связанных с новым стандартом прокладки кабельных линий не возникло.
«Мы приобрели 300-метровые катушки кабеля Belden 4794R с обжимными разъемами. Также мы использовали кабели Belden 1694A для передачи сигнала на коротких дистанциях. Кабель 4794R чуть толще стандартного RG6, и мы посчитали его достаточно гибким, чтобы использовать его практически в любой ситуации».
Любите рисковать?
Стив Лампен уверяет, что 3G-разъем будет работать на кабеле 12G, однако производительность в этом случае превращается в лотерею.
«Единственный способ узнать – получить данные тестов или протестировать самостоятельно, что может обойтись довольно дорого. Большинство крупных вещателей или инсталляторов проводят много тестов по передаче сигналов 4K. Это может сэкономить много времени и денег на повторных испытаниях в полевых условиях и экстренной замене кабелей». Стив предостерегает от ошибок и призывает заранее приобретать или брать в аренду оборудование для тестирования, не доводя до крупных сбоев на инсталляции.
По словам представителя Canare Бриттона Генсела, установка разъемов на кабели нового поколения не требует никаких специальных методов, достаточно использовать соответствующий инструмент. Безусловно, оптические кабели также можно использовать для передачи сигналов 12G. ВОЛС позволяет передавать сигналы на значительно большую дистанцию, нежели медный коаксиальный кабель, и отлично подходят для использования на стадионах или распределения несжатого 4K-видеосигнала из одного здания в другое.
Лампен отмечает, что в идеале оба типа кабелей дополняют друг друга.
«С ВОЛС-кабелями существуют две непреодолимые проблемы. Во-первых, в отличие от медных кабелей, в них используются фотоны, а не электроны. Таким образом, вы должны преобразовать электроны в фотоны, чтобы использовать оптоволоконные кабели. Это сложно и дорого, хотя с течением времени цена снизится, а пропускная способность увеличится. Однако оптоволокно подходит только для соединений «точка-точка». В связи с этим возникает вторая проблема: чтобы разделить оптический сигнал для распределения по нескольким точкам, необходимо преобразовать фотоны в электроны, разделить сигнал и преобразовать каждый обратно в фотоны. Это еще сложнее и дороже», — рассказывает он.
IP-кабель витая пара
Лампен отмечает, что существует еще одно решение для распространения цифрового видеосигнала с высокой скоростью передачи: IP-кабель витая пара.
Наибольшую пропускную способность имеют кабели категории 6A 10G – 625 МГц у пары (и четыре пары волокон в кабеле). Сейчас к выпуску готовится кабели категории 8, у которых пропускная способность составит 2 ГГц на пару. Коаксиальные, и тем более оптоволоконные кабели, имеют производительность намного выше.
На вопрос, почему в таком случае используются эти кабели у Стива Лампена есть простой ответ – дата-центры, построенные на базе IP обрабатывают колоссальные объемы данных, поэтому это не просто кабель, а целая структура, система.
SDI – стандарт цифрового распределения сигналов, разработанный специально для телевизионной индустрии, превосходно зарекомендовал себя за много лет эксплуатации. В других отраслях используется стандарт IP, рынок и разработка продуктов для которого многократно обширнее, чем SDI. По мере того как пожилые сотрудники уходят на пенсию, а молодые инженеры приходят в вещательную отрасль, тенденция к покупке решений для надежной передачи данных с небольшими затратами будет только нарастать.
«Если вы планируете построить вещательную или производственную инфраструктуру по методам 10- или 20-летней давности – вы глубоко ошибаетесь. Вас настигнет Ethernet, основной «язык» дата-центров, «поглощающий» любую технологическую систему, поскольку он дешев, надежен и может иметь любую вычислительную мощность. И это будет стоить гораздо дешевле, а возможности управления инфраструктурой будут намного шире», — резюмирует Лампен.
Эпоха 12G-SDI уже наступила. Вещатели используют его в производстве высококачественных телевизионных программ, при этом цена является весьма разумной. Этот стандарт можно сравнить с SD-SDI образца 25-летней давности, и, 12G-SDI обещает быть столь же надежным, как и стандарты предыдущего поколения. Также известно, что SMPTE уже работает над новым стандартом 24G-SDI.
